WBV ForstGIS mit 3D Forstinventurdaten

Auswahl


Karten mit 3D-Forstinventurdaten im ForstGIS Viewer:

Für eine maximale karthographische Genauigkeit wurden alle Karten im regionalen Gauß-Krüger Koordinatensystem erstellt.
Wenn sie die von Microsoft (BING) und OpenStreetMap global angebotenen Hintergrundkarten für dieses Gebiet benutzen möchten, können sie das gesamte Projekt auch in der etwas schnelleren Google Pseudo Mercator Projektion bis zu einem maximalen Maßstab von ca. 1:2.257 öffnen.
Das erste Laden des ForstGIS Viewers kann bis zu 20 Sekunden dauern,

Legende (als PDF) Voreingestellte Kartenbeispiele in Gauß-Krüger Projektion
Karten Gesamtgebiet:
Folgende Karten umfassen das gesamte Untersuchungsgebiet von 18.400 ha und benutzen z.T. externe Geodaten als Hintergrundinformation, was zu einer Verzögerung des Kartenaufbaus führen kann.
Untersuchungsgebiet mit Gemeindegrenzen und Luftbild, 1:170.000 oder
Untersuchungsgebiet mit Hintergrundkarte (ATKIS), 1:170.000 oder
Anzahl der WBV Mitglieder pro Gemeinde, 1:170.000 oder
Privat- und Kommunalwaldflächen im Lkr. Freudenstadt, 1:170.000 oder
Schutzgebiete im Untersuchungsgebiet, 1:20.000 oder
Landnutzung im Nordteil, 1:5.000

Diese Karten geben einen Überblick über das Untersuchungsgebiet mit ca. 14.500 ha Waldflächen, die im wesentlichen von Mitgliedern des Waldbesitzervereins Nordschwarzwald im Landkreis Freudenstadt bewirtschaftet werden. Das zuschaltbare Raster dient der Orientierung und dem Austausch von Information. Es entspricht dem amtlichen 1km Raster des Landesamtes für Geoinformation in Stuttgart (LGL), auf dessen Grundlage auch die Geodaten zur Verfügung gestellt wurden, daher leitet sich folglich auch die rasterförmige Abgrenzung des Untersuchungsgebietes ab. Die gewählte Abgrenzung war v.a. durch die limititerten finanziellen Möglichkeiten des Projektes bedingt.
Ziel war es, mit den vorhandenen Mitteln Waldflächen möglichst vieler WBV Mitglieder abzudecken. Hierfür wurde eine Karte mit Informationen zur Heimatgemeinde der Waldbesitzer erstellt, weil vereinfachend davon ausgegangen werden musste, dass die Mehrheit der Mitglieder auch in der Gemeinde ihres Waldbesitzes gemeldet ist.
Die Karte zur Waldbesitzstruktur gibt Auskunft über die Lage des nichtstaatlichen Waldes im Nordschwarzwald.
Die Karte mit den Schutzgebieten zeigt in welchem Maße die Waldflächen für verschiedene Ansprüche des Naturschutzes genutzt werden.

Folgende Karten benutzen Geodaten eines externen Webservers als Hintergrundinformation, was zu einer Verzögerung des Kartenaufbaus führen kann.
Wegenetz, 1:10.000 oder
Hangneigung, 1:10.000 oder
Nord- und südexponierte Hänge, ca. 1:25.000 oder
Windgeschwindigkeiten in 80m Höhe über Grund

Die aus den aktuellen Luftbildern und den Laserdaten aus dem Jahr 2003/04 berechneten Oberflächen- und Geländemodelle lassen sich für viele forstliche Aufgaben auswerten, z.B. zur Planung der Feinerschließung und Hiebsplanung (Wegenetzkarten, Hangneigungskarten), zur Beurteilung der Wuchsdynamik und des Schadenrisiskos (Expositionskarten, Windatlas, Feuchtigkeitsindex, Sonneneinstrahlung, etc.)

Einige der folgende Karten benutzen den WMS Server des Landesamt für Geoinformation und Landentwicklung Baden-Württemberg (LGL), was zu einer Verzögerung des Kartenaufbaus führen kann.
Kronenmodell mit Flurstücken, ca. 1:4.500, mit Luftbildhintergrund oder
Kronenmodell mit Flurstücken, ca. 1:200, mit geschummertem Oberflächenmodell und Einzelbaumhöhen oder
Kronenmodell Stadtgebiet Alpirsbach 1:4.500 mit geschummerten Oberflächenmodell als Hintergrund oder
Kronenmodell im Bereich von Sturmwurfflächen, ca. 1:9.000, mit Luftbildhintergrund

Hier wird das zentrale Ergebnis des 3D-Forstinventurprojektes dargestellt, eine Karte mit den klassifizierten Höhen des Kronenschirms: über 40m (violet), 30-40m (rot), 20-30m (blau), 13-20m (grün), 5-13m (gelb), 0-5m (transparent). Grundlage der Berechnung sind aktuelle Luftbilder des LGL Baden-Württemberg (4 Bänder, 16bit) mit einer Bodenauflösung von ca. 20cm. Das photogrammetrisch erzeugte Kronenmodell wurde auf eine Auflösung von 50 cm hochgerechnet. Das Kronenhöhenmodell ist leicht tarnsparent und als Hintergrundlayer eignet sich besonders das geschummerte Oberflächenmodell oder mit geringerer Lagegenauigkeit, auch die über den WMS Server gelieferten Luftbilder des LGL. Ab einem Maßstab von ca. 1:1.500 können die erkannten Baumspitzen hinzugeschaltet werden, die dazugehörige Baumhöhe (in m) wird dann ab einem Maßstab von ca. 1:300 automatisch auf der Baumspitze eingeblendet.

Folgende Karten benutzen den WMS Server des Landesamt für Geoinformation (LGL), was zu einer Verzögerung des Kartenaufbaus führen kann.
Struktur des Kronenschirms Gesamtansicht 1:170.000 oder
Vorratsstruktur Gesamtansicht 1:170.000 oder
Laubholz aus aktuellen Satellitenbilder (vorläufig), Nordteil 1:90.000 oder
Bestandesdichteklassen Nordteil, 1:90.000 oder
Hypothetischer Vorrat Nordteil, 1:90.000 (ab 1:1.500 wird Beschriftung sichtbar) oder
Bestandesdichteklassen Südteil, ca. 1:17.000 oder
Hypothetischer Vorrat Südteil, ca. 1:17.000 (ab 1:1.500 wird Beschriftung sichtbar)

Diese Karten beschreiben die Struktur und den Vorrat der Bestände. Dabei wurden zwei Ansätze gewählt:
(a) Die Karten zur "Struktur des Kronenschirms" und der "Vorratsstruktur" gehen von einem höher aufgelösten photogrametrisch erzeugten Kronenmodell (ca. 10m anstatt 50 cm) aus, für das die Höhe des Kronenschirms abgeleitet bzw. verallgemeinert wurde. In der Karte "Vorratsstruktur" beschreiben rote Flächen Bereiche mit überdurchschnittlich hohen Bäumen und mithin einem sehr hohen Vorrat. Grüne und gelbe Flächen zeichnen sich durch einen geringen Vorrat aus, blaue Flächen durch einen mittleren Vorrat. Die Karte der "Kronenschirmstruktur" beschreibt die Oberflächenstruktur des Kronendachs, indem räumlich begrenzte Höhenunterschiede innerhalb des Kronenschirms klassifiziert wurden. Gelbe Flächen sind durch deutliche Höhenunterschiede gekennzeichnet, die durch eine lockere Bestockung oder einen geöffneten Schirm (z.B. entlanfg von Wegen) gekennzeichnet sind. Orange und rote Flächen beschreiben oft dicht bis gedrängt bestockte Bestände und können auf Durchforstungsrückstände hinweisen.
(b) Der zweite Ansatz, der für die Karten des "Hypotetischen Vorrat" und der "Bestandesdichteklassen" gewählt wurde, geht von einem virtuellen 50m großen Raster aus, das über das Gesamtgebiet gelegt wurde, um eine Bezugsfläche für die Berechnung der Baumzahl je ha, der mittleren Höhe, des davon abgelietet BHD und des Vorrats je ha zu erhalten. Vereinfachend kann so für jeden Waldbestand die im Bestand liegenden Rasterzellenwerte zur Bestandesbeschreibung herangezgen werden. Für die Detailplanung kann dann für diesen Prozess natürlich auch das Flurstück oder bestehende Bestandespolygone genutzt werden.
Um für das Gesamtgebiet einen Richtwert der Holzvorräte zu erhalten geht die dem Kartenentwurf zugrunde liegende Berechnung von allgemeinen Annahmen für Fichtenbestände in Bezug auf das Verhältnis von Baumhöhe und Baumzahl zum Gesamtvorrat je ha aus. Daher wurde der Begriff "Hypothetischer Vorrat" gewählt. Der Einzelfall kann daher entsprechend mehr oder weniger stark von dem berechneten Wert abweichen (eine Verbesserung der Karte durch eine multiple Regressionsanalyse ist in Planung).
- Die Werte N/ha geben an, wieviel Bäume/ha vom Computer höhengemessen wurden.
- Der Höhenwert ist der Mittelwert der Höhenmessungen aller erkannten Bäume in einer 50m Rasterzelle.
- Der mittlere BHD ist über eine allgemeine Höhenfunktion für den mittleren Höhenwert des 50m Rasterzelle abgeleitet.

link zum pdf Folgende Karten benutzen den leider etwas unzuverlässigen WMS Server der NavLog GmbH, was gelegentlich zu einer Störung der Kartendarstellung führen kann. Aus deiesm Grund wurde der Layer vorübergehend deaktiviert, kann jedoch auf Anfrage jederzeit wieder eingebunden werden.
Danach enthält diese Karte die Forststraßenklassifizierung der NavLog GmbH in Verbindung mit den Informationen aus dem berechneten Oberflächenmodell (mit Wald und Gebäuden) und/oder dem Geländemodell aus der Laserbefliegung 2003/04. Sie dient zur Planung des Holztransportes und in Kombination mit dem hochaufgelösten Geländemodell, das nicht kartierte Geländemerkmale und Wege zeigt, ist dies auch eine hilfreiche Grundlage für die Planung der Feinerschließung, insbesondere, wenn die Kartenebene der "Hangneigung" noch hinzugeschaltet wird.
Karten Teilgebiet Röt:
Zum Einstieg in die Nutzung des WBV ForstGIS wurde das folgende kleine Kartenprojekt erstellt. Im Gegensatz zu den übrigen Karten, die das Gesamtgebiet umfassen, wird hier nur ein vom Sturm betroffener Bereich auf Gemarkung Röt dargestellt. Um die eigentliche Leistung und Geschwindigkeit des Systems zu zeigen, werden in diesem Beispiel auch keine externen Geodaten von anderen "Web Mapping Servern" (WMS) eingebunden, weil diese das ForstGIS unkontrolliert verlangsamen können.
Kronenschirmhöhen 2011 vor dem Sturmereignis, ca. 1:1.500 oder
Vermessene Einzelbäume 2011 mit Baumhöhe in m, ca. 1:1.500 oder
BHD der vermessenen Einzelbäume 2011 in cm, ca. 1:1.500 oder
Vorrat der vermessenen Einzelbäume 2011 in Vfm, ca. 1:1.500 oder
Falschfarbenbild mit Infrarotinformation, ca. 1:1.500 oder
3D Anaglyphenbild für Rot-Grün-Brille, ca. 1:1.500
Grundlage der Einzelbaumberechnung in diesem Beispiel sind das Kronenmodell vom März 2011 und vom August 2012 mit den Höhen des jeweiligen Kronenschirms. Für das Einzelbaumhöhenmodell aus 2011 wurde über eine angepasste Höhenkurve der BHD und der Einzelbaumvorrat abgeleitet. Diese Werte sind durch einen Mausklick auf den Einzelbaum abfragbar, wenn das dazugehörige Kartenthema aktiviert wurde.
Im Juli 2012 wurden große Flächen zerstört. Durch einen Vergleich mit dem Kronenmodell der kurz nach dem Sturm im August 2012 aufgenommenen Bilder lässt sich der entstandene Schaden genau quantifizieren.

Für eine kleine Fläche wurde hier beispielhaft auch das Falschfarbenbild und ein Anaglyphenbild gerechnet, das durch eine Rot-Grün-Brille betrachtet, einen dreidimensionalen Eindruck vermittelt.


3D Animationen des "normalisierten" Kronenmodells

Nur sichtbar für PC, die nach ca. 2011/12 gebaut wurden. Die Modelle enthalten entweder nur Objekthöhen (z.B. Baumhöhen), oder echte Geländehöhen über Normalnull. Durch einen Mausklick auf das Bild erhalten sie die Lagekoordinaten (X,Y) und die Baumhöhe bzw. Geländehöhe (Z). Mit gedrückter Maustaste können sie das Modell drehen, mit dem Mausrad verkleinern oder vergrößern. Der Bildaufbau dauert bei einer DSL 6000 Verbindung ca. 10-20 Sekunden.


 

Modelle mit Baumhöhen


 

Modelle mit Geländehöhen


Animierte Videos mit Beispielen aus dem Untersuchungsgebiet



 


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